Что не обеспечивает использование концепции баз данных

Основные положения концепции баз данных. Архитектура представления информации в концепции баз данных.

Задание. Отметьте основные положения концепции баз данных:

1) комплексное использование хранимой информации;

2) независимость программ обработки между собой;

3) информация доступна одному пользователю (владельцу БД)

4) независимость программ обработки от физической структуры данных;

5) автономное, централизованное, безызбыточное хранение информации значительного объема и сложной структуры

1) формализованное представление

2) физическое представление;

3) логическое представление;

4) внешнее представление;

5) концептуальное представление;

Задание. Отметьте основные положения концепции баз данных:

1) хранимая информация используется многими пользователями;

2) информация доступна одному пользователю (владельцу БД)

3) вся информация о некоторой предметной области хранится в одном файле

4) независимость программ обработки от физической структуры данных;

5) автономное хранение информационной модели некоторой предметной области

Задание. Отметьте основные положения концепции баз данных:

1) независимость программ обработки между собой;

2) информация доступна одному пользователю (владельцу БД)

3) реорганизация физической структуры базы данных не требует изменения действующих программ обработки данных

4) комплексное использование хранимой информации;

5) автономное, централизованное, без избыточное хранение информации значительного объема и сложной структуры;

Модели данных. Классические модели данных (плоская, иерархическая, сетевая)

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Структура данных

1) схема базы данных;

2)множество информационных элементов и связей между ними, предназначенных для информационного описания объектов некоторой предметной области;

3) часть базы данных, доступная программе обработки;

4) тип объектов, для описания которых используются данные;

5) представление информационных элементов и связей между ними вне зависимости от способа их размещения в памяти.

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Иерархическая древовидная структура данных

1) элементами являются простые данные

2) элементами являются линейные структуры различных типов (различные линейные структуры)

3) связь между непосредственно-связанными элементами формально определяется как 1:1

4) связь между непосредственно связанными элементами формально определяется как «один к многим» или 1: M;

5) непосредственно связанные между собой элементы относятся так, что каждому экземпляру одного из них можно поставить в соответствие несколько экземпляров второго. Первый элемент называется старшим, второй – подчиненным;

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Сетевая структура данных

1) у одного подчиненного может быть более одного старшего

2) возможны несколько связей внутри линейной структуры

3) элементами являются линейные структуры различных типов

4) между непосредственно-связанными элементами существует функциональная зависимость; 5) возможны циклические подструктуры

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Структура данных

1) часть базы данных, доступная программе обработки;

2) подсхема базы данных, являющейся отображением некоторой предметной области;

3) тип объектов, для описания которых используются данные;

4) множество информационных элементов и связей между ними, предназначенных для информационного описания объектов некоторой предметной области;

5) схема базы данных;

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Сетевая структура данных

1) возможны циклические подструктуры;

2) у одного подчиненного может быть более одного старшего;

3) любой элемент может иметь не более одного подчиненного;

4) такие же связи как и иерархической древовидной структуре;

5) элементами являются линейные структуры различных типов

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Реляционная модель данных

1) связь между непосредственно связанными элементами формально определяется как

«один к многим» или 1: M;

2) структура, элементами которой являются линейные структуры, удовлетворяющие третьей нормальной форме;

3) множество специальных операций над элементами реляционной структуры;

4) структура, элементами которой являются отношения и атрибуты

5) структура связи между элементами в которой имеют вид М:1;

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Логическая структура данных

1) представление информационных элементов и связей между ними в памяти ЭВМ;

2) множество информационных элементов и связей между ними, предназначенных для информационного описания объектов некоторой предметной области;

3) представление информационных элементов и связей между ними вне зависимости от способа их размещения на носителях ЭВМ;

4) представление информационных элементов и связей между ними на магнитных дисках;

5) представление информационных элементов и связей между ними в памяти ЭВМ с распределением до байтов и битов.

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Иерархическая древовидная структура данных

1) связь между непосредственно связанными элементами формально определяется как «один к многим» или 1: M;

2) элементами являются линейные структуры различных типов (различные линейные структуры)

3) связь между непосредственно-связанными элементами формально определяется как 1:1

4) непосредственно связанные между собой элементы относятся так, что каждому экземпляру одного из них можно поставить в соответствие несколько экземпляров второго. Первый элемент называется старшим, второй – подчиненным;

5) экземпляры структуры (записи) упорядочены по возрастанию или по убыванию значений ключа

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Реляционная модель данных

г) структура, элементами которой являются линейные структуры, удовлетворяющие третьей нормальной форме;

а) структура, важнейшим понятием которой является понятие ключа. в) связь между непосредственно связанными элементами формально определяется как

«один к многим» или 1: M;

д) множество специальных операций над элементами реляционной структуры;

е) структура у одного подчиненного элемента может быть более одного старшего;

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Логическая структура данных

1) представление информационных элементов и связей между ними в оперативной памяти ЭВМ; 2) представление информационных элементов и связей между ними вне зависимости от способа их размещения на носителях ЭВМ;

3) представление информационных элементов и связей между ними в памяти ЭВМ с распределением до байтов и битов; 4) схема базы данных;

5) множество информационных элементов и связей между ними, предназначенных для информационного описания объектов некоторой предметной области;

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Иерархическая древовидная структура данных

1) у одного подчиненного может быть более одного старшего

2) любой подчиненный имеет не более одного старшего,

3) элементами являются линейные структуры различных типов

4) любой элемент может иметь не более одного подчиненного

5) непосредственно связанные между собой элементы относятся так, что каждому экземпляру одного из них можно поставить в соответствие несколько экземпляров второго

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Реляционная модель данных

1) множество специальных операций над элементами реляционной структуры

2) структура связи между элементами в которой имеют вид М:1;

3) линейная структура, для которой определено понятие ключа;

4) структура, представляемая в виде таблиц, строки которых упорядочены по возрастанию значений ключевых атрибутов;

5) структура, представляемая в виде таблиц, между которыми возможно наличие связи;

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Физическая структура данных

1) схема базы данных;

2) представление информационных элементов и связей между ними в памяти ЭВМ с распределением до байтов и битов;

3) множество информационных элементов и связей между ними, предназначенных для информационного описания объектов некоторой предметной области;

4) представление информационных элементов и связей между ними вне зависимости от способа их размещения на носителях ЭВМ;

5) описание данных в программе обработки;

Задание. Линейная структура удовлетворяет следующим требованиям:

1) порядок следования данных во всех экземплярах структуры один и тот же

2) значение хотя бы одного элемента структуры является линейной функцией от значения другого элемента структуры

3) элементами являются простые данные

4) не ключевые элементы не зависят друг от друга, но функционально зависят от ключа

5) размер и тип одного и того же данного во всех экземплярах структуры один и тот же

Вопрос. Иерархическая древовидная структура данных удовлетворяет следующим требованиям:

1) в древовидной структуре любой подчиненный имеет не более одного старшего, корневой элемент не имеет старшего

2) элементами являются линейные структуры различных типов (различные линейные структуры)

3) любой элемент может иметь не более одного подчиненного

4) непосредственно связанные между собой элементы относятся так, что каждому экземпляру одного из них можно поставить в соответствие несколько экземпляров второго

5) элементами являются простые данные

Задание. Укажите, какие из перечисленных утверждений соответствуют понятию Физическая структура данных

1) описание данных в программе обработки;

2) представление информационных элементов и связей между ними вне зависимости от способа их размещения на носителях ЭВМ;

3) множество информационных элементов и связей между ними, предназначенных для информационного описания объектов некоторой предметной области;

4) внешнее представление данных в концепции баз данных;

5) представление информационных элементов и связей между ними в памяти ЭВМ с распределением до байтов и битов.

Задание. Линейная структура удовлетворяет следующим требованиям:

1) элементами являются простые данные

2) экземпляры структуры (записи) упорядочены по возрастанию или по убыванию значений ключа

3) не ключевые элементы не зависят друг от друга, но функционально зависят от ключа

4) ключом может быть одно либо несколько данных, значения которых уникальны для каждого экземпляра структуры

5) порядок следования данных во всех экземплярах структуры один и тот же

Задание. Реляционная модель данных это:

1) структура связи между элементами в которой имеют вид М:1;

2) связь между непосредственно связанными элементами формально определяется как

«один к многим» или 1: M;

3) структура, элементами которой являются линейные структуры, удовлетворяющие третьей нормальной форме;

4) множество специальных операций над элементами реляционной структуры;

5) структура, элементами которой являются отношения и атрибут

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 315 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Что не обеспечивает использование концепции баз данных

Концепция в общем смысле представляет некоторую систему взглядов на процесс или явление.

Составными частями концепции являются совокупность принципов и методология.

К современным базам данных, а следовательно, и к СУБД, на которых они строятся, предъявляются следующие основные требования.

Высокое быстродействие (малое время отклика на запрос).

Простота обновления данных.

Совместное использование данных многими пользователями.

Стандартизация построения и эксплуатации БД (фактически СУБД).

Адекватность отображения данных соответствующей предметной области.

Дружелюбный интерфейс пользователя.

Важнейшими являются первые два противоречивых требования: повышение быстродействия требует упрощения структуры БД, что, в свою очередь, затрудняет процедуру обновления данных, увеличивает их избыточность.

Независимость данных предполагает инвариантность к характеру хранения данных, программному обеспечению и техническим средствам. Она обеспечивает минимальные изменения структуры БД при изменениях стратегии доступа к данным и структуры самих исходных данных. Это достигается, как будет показано далее, «смещением» всех изменений на этапы концептуального и логического проектирования с минимальными изменениями на этапе физического проектирования .

Безопасность данных включает их целостность и защиту.

1) отсутствие неточно введенных данных или двух одинаковых записей об одном и том же факте;

2) защиту от ошибок при обновлении БД;

3) невозможность удаления (или каскадное удаление) связанных данных разных таблиц;

4) неискажение данных при работе в многопользовательском режиме и в распределенных базах данных;

5) сохранность данных при сбоях техники (восстановление данных).

1) введением системы паролей;

2) получением разрешений от администратора базы данных (АБД);

3) запретом от АБД на доступ к данным;

Стандартизация обеспечивает преемственность поколений СУБД, упрощает взаимодействие БД одного поколения СУБД с одинаковыми и различными моделями данных. Стандартизация (ANSI/SPARC) осуществлена в значительной степени в части интерфейса пользователя СУБД и языка SQL. Это позволило успешно решить задачу взаимодействия различных реляционных СУБД как с помощью языка SQL, так и с применением приложения Open DataBase Connection (ODBC). При этом может быть осуществлен как локальный, так и удаленный доступ к данным (технология клиент/сервер или сетевой вариант).

Представляет интерес эволюция концепции баз данных .

В 1963 году С. Бахманом была построена первая промышленная база данных IDS с сетевой моделью данных, которая все еще характеризовалась избыточностью данных и их использованием только для одного приложения. Доступ к данным осуществлялся с помощью соответствующего программного обеспечения. В 1969 году сформировалась группа, создавшая набор стандартов CODASYL для сетевой модели данных.

Фактически начала использоваться (рис. 2.1, б) современная архитектура базы данных. Под архитектурой понимается разновидность (обобщение) структуры, в которой какой-либо элемент может быть заменен на другой элемент, характеристики входов и выходов которого идентичны первому элементу. Существенный скачок в развитии технологии баз данных дала предложенная М. Коддом в 1970 году парадигма реляционной модели данных. Под парадигмой понимается научная теория, воплощенная в систему понятий, отражающих существенные черты действительности. Теперь логические структуры могли быть получены из одних и тех же физических данных, т.е. доступ к одним и тем же физическим данным мог осуществляться различными приложениями по разным путям. Стало возможным обеспечение целостности и независимости данных.

В конце 70-х годов появились современные СУБД, обеспечивающие физическую и логическую независимость, безопасность данных, обладающие развитыми языками БД. Последнее десятилетие характеризуется появлением распределенных и объектно-ориентированных баз данных, характеристики которых определяются приложениями средств автоматизации проектирования и интеллектуализации БД.

Прежде чем рассматривать процедуры работы с базой данных, дадим набор характеристик БД (рис. 2.2) и пояснения к нему.

Существует два подхода к построению БД, базирующихся на двух подходах к созданию автоматизированной системы управления (АСУ).

Первый из них, широко использовавшийся в 80-е годы и потому получивший название классического (традиционного), связан с автоматизацией документооборота (совокупность документов, движущихся в процессе работы предприятия). Исходными и выходными координатами являлись документы, как это видно из примера 2.1.

Пример 2.1. Задача ставится следующим образом. Имеется система ручных документов, форма одного из которых показана в табл. 2.1.

Данные о поставках

Отчет о поставках за квартал

Использовался следующий тезис. Данные менее подвижны, чем алгоритмы, поэтому следует создать универсальную БД, которую затем можно использовать для любого алгоритма. Однако вскоре выяснилось, что создание универсальной БД проблематично. Господствовавшая до недавнего времени концепция интеграции данных при резком увеличении их объема оказалась несостоятельной. Более того, стали появляться приложения (например, текстовые, графические редакторы), базирующиеся на широко используемых стандартных алгоритмах. Выявились стандартные алгоритмы и в управлении (бизнесе), как это следует из примера 2.2.

Пример 2.2. Рассмотрим стандартную процедуру использования банковской кредитной карточки. Покупатель-клиент выбирает товар в супермаркете и, подходя к кассе, предъявляет для оплаты кредитную карточку. Она опускается в специальный приемник, и данные с нее считываются и передаются в компьютер супермаркета. Этот компьютер связывается с компьютером банка, в котором хранятся деньги клиента. Данные из компьютера банка (относительно клиента) передаются в компьютер супермаркета. Если у клиента на счете в банке больше средств, чем стоимость отобранного им товара, то компьютер маркета разрешает отпустить товары. Одновременно он проводит пересчет средств на счете клиента, внося изменения в финансовые документы супермаркета, в счет клиента в банке и кредитную карточку. Кредитная карточка с измененными данными возвращается клиенту. Если средств у клиента недостаточно, кредитная карточка может быть возвращена клиенту и он не будет обслужен в супермаркете.

К 90-м годам сформировался второй, современный подход, связанный с автоматизацией управления. Он предполагает первоначальное выявление стандартных алгоритмов приложений (алгоритмов бизнеса в зарубежной терминологии), под которые определяются данные, а стало быть, и база данных. Объектно-ориентированное программирование только усилило значимость этого подхода. Состав БД для различных подходов представлен на рис. 2.3.

В работе БД возможен одно- и многопользовательский (несколько пользователей подключаются к одному компьютеру через разные порты) режимы.

Используют восходящее и нисходящее проектирование БД. Первое применяют в распределенных БД при интеграции спроектированных локальных баз данных, которые могут быть выполнены с использованием различных моделей данных. Более характерным для централизованных БД является нисходящее проектирование.

Работа с базами данных может быть представлена в виде схемы, показанной на рис. 2.4. Из нее видно, что следует выделять методологию создания и методологию использования БД. Методология БД определяется в процедуре проектирования, но проявляется и в процедуре использования.

Существует много разновидностей методологии рассмотрения баз данных в классическом подходе , однако чаще всего придерживаются методологии ANSI/SPARC, схема которой представлена на рис. 2.5.

На рис. 2.5 показана совокупность процедур проектирования централизованной БД, которые можно объединить в четыре этапа.

На этапе формулирования и анализа требований устанавливаются цели организации, определяются требования к БД. Они состоят из общих требований, определенных в разделе 2.1, и специфических требований. Для формирования специфических требований обычно используется методика интервьюирования персонала различных уровней управления. Все требования документируются в форме, доступной конечному пользователю и проектировщику БД.

Этап концептуального проектирования заключается в описании и синтезе информационных требований пользователей в первоначальный проект БД. Исходными данными могут быть совокупность документов пользователя (рис. 2.4) при классическом подходе или алгоритмы приложений (алгоритмы бизнеса) при современном подходе. Результатом этого этапа является высокоуровневое представление (в виде системы таблиц БД) информационных требований пользователей на основе различных подходов.

Сначала выбирается модель БД. Затем с помощью ЯОД создается структура БД, которая заполняется данными с помощью команд ЯМД, систем меню, экранных форм или в режиме просмотра таблиц БД. Здесь же обеспечивается защита и целостность (в том числе ссылочная) данных с помощью СУБД или путем построения триггеров.

Специального обсуждения заслуживает процедура управления БД. Она наиболее проста в однопользовательском режиме. В многопользовательском режиме и в распределенных БД процедура сильно усложняется. При одновременном доступе нескольких пользователей без принятия специальных мер возможно нарушение целостности. Для устранения этого явления используют систему транзакций и режим блокировки таблиц или отдельных записей.

На этапе физического проектирования решаются вопросы, связанные с производительностью системы, определяются структуры хранения данных и методы доступа.

Взаимодействие между этапами проектирования и словарной системой необходимо рассматривать отдельно. Процедуры проектирования могут использоваться независимо в случае отсутствия словарной системы. Сама словарная система может рассматриваться как элемент автоматизации проекти-рования.

Средства проектирования и оценочные критерии используются на всех стадиях разработки. В настоящее время неопределенность при выборе критериев является наиболее слабым местом в проектировании БД. Это связано с трудностью описания и идентификации большого числа альтернативных решений.

Проще обстоит дело при работе с количественными критериями, к которым относятся время ответа на запрос, стоимость модификации, стоимость памяти, время на создание, стоимость на реорганизацию. Затруднение может вызывать противоречие критериев друг другу.

В то же время существует много критериев оптимальности, являющихся неизмеримыми свойствами, трудно выразимыми в количественном представлении или в виде целевой функции.

К качественным критериям могут относиться гибкость, адаптивность, доступность для новых пользователей, совместимость с другими системами, возможность конвертирования в другую вычислительную среду, возможность восстановления, возможность распределения и расширения.

Процесс проектирования является длительным и трудоемким и обычно продолжается несколько месяцев. Основными ресурсами проектировщика БД являются его собственная интуиция и опыт, поэтому качество решения во многих случаях может оказаться низким.

Основными причинами низкой эффективности проектируемых БД могут быть:

недостаточно глубокий анализ требований (начальные этапы проектирования), включая их семантику и взаимосвязь данных;

большая длительность процесса структурирования, делающая этот процесс утомительным и трудно выполняемым при ручной обработке.

В этих условиях важное значение приобретают вопросы автоматизации разработки.

БД используются обычно не самостоятельно, а являются компонентой различных информационных систем: банков данных, информационно-поисковых и экспертных систем, систем автоматизированного проектирования, автоматизированных рабочих мест, автоматизированных систем управления.

В БД имеется три уровня представления данных (рис. 2.4): концептуальная, логическая и физическая базы данных.

В логическом представлении применяются следующие виды моделей данных: иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные (объектно-реляционные).

Иерархическая модель является разновидностью сетевой, являющейся совокупностью деревьев (лесом).

Сетевая модель является моделью объектов-связей, допускающей только бинарные связи «многие к одному», и использует для описания модель ориентированных графов.

Реляционная модель использует представление данных в виде таблиц (реляций, связей). В ее основе лежит математическое понятие теоретико-множественного отношения: она базируется на реляционной алгебре и теории отношений.

В объектно-ориентированной модели используются понятия класса, объекта, метода.

В процессе использования БД имеются операции обновления (запись, удаление, модификация данных) и запрос-ответ (чтение).

На этапе И1 пользователь должен выяснить, какие формы документов ему нужны. Это могут быть не только логические модели пользователя, но и различные их модификации при разных сочетаниях полей. Поскольку логические (а тем более модифицированные логические) модели могут отличаться от логической модели БД, следует определить, какие сочетания полей необходимы для выводимых машинных документов.

Эти сочетания образуются с помощью элементарных правил (этап И2), изучаемых реляционной алгеброй и реляционным исчислением. Далее правила следует трансформировать в соответствующие варианты обращения к СУБД через ее интерфейс. Это могут быть меню, экранные формы, язык программирования (например, SQL), запрос по примеру, режим просмотра таблиц БД. Результат может быть представлен в виде таблиц или отчетов.

При эксплуатации БД используют и две специфические операции: навигацию и спецификацию.

Для работы с БД используется специальный обобщенный инструментарий в виде СУБД, предназначенный для управления БД и обеспечения интерфейса пользователя.

Существует два основных направления реализации СУБД: программное и аппаратное.

Программная реализация (в дальнейшем СУБД) представляет собой набор программных модулей, работает под управлением конкретной ОС и выполняет следующие функции: описание данных на концептуальном и логическом уровнях; загрузку данных; хранение данных; поиск и ответ на запрос ( транзакцию); внесение изменений; обеспечение безопасности и целостности; предоставление пользователю языковых средств: языка описания данных (ЯОД), языка манипулирования данными (ЯМД), языка запросов.

Аппаратная реализация предусматривает использование и так называемых машин баз данных (МБД). Их появление вызвано возросшими объемами информации и требованиями к скорости доступа.

Таким образом, в соответствии с рис. 2.4, 2.5 теоретические вопросы можно скомпоновать в две группы (рис. 2.6).

Общая теория баз данных. Сюда относятся вопросы, не зависящие от моделей данных:

а) математический аппарат баз данных (глава 3);

б) описание структуры БД, в том числе различных МД с их сравнительными характеристиками, выбор МД, структурные преобразования БД.

Теория реляционных БД (глава 4). Для них наиболее продвинута прикладная математическая теория БД. Она включает три фактически автономных раздела (рис. 2.6):

В дальнейшем изложении материала будем руководствоваться рис. 2.6.

© Центр дистанционного образования МГУП

Источник